干制方法對(duì)蛹蟲草超微粉營(yíng)養(yǎng)特征物質(zhì)及物理特性的影響*

林曉婕，翁伯琦，林曉姿

1(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所，福建福州，350003)

2(福建省農(nóng)產(chǎn)品(食品)加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州，350003)3(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，福建福州，350003)

蛹蟲草(Cordyceps militaris)，又名北蟲草、北冬蟲夏草，屬于蟲草科(Cordycipitaceae)的蟲草屬(Cordyceps)，與線蟲草科(Ophiocordycipitaceae)線蟲草屬(Ophiocordyceps)的冬蟲夏草(Ophiocordyceps sinensis)都隸屬于肉座菌目(Hypocreales)，是重要的食藥用真菌，其有效成分與冬蟲夏草基本相似［1-2］。研究表明，蛹蟲草中蟲草素含量為冬蟲夏草的4～20倍［4-5］，腺苷含量為冬蟲夏草的 6.5 倍［6］。蟲草素即3'-脫氧腺嘌呤核苷或 3'-脫氧腺苷(3'-deoxyadenosine)，是腺苷的類似物，腺苷是一種遍布人體細(xì)胞的內(nèi)源性核苷，兩者同為蟲草的特征活性成分。

近年來，有關(guān)蛹蟲草的栽培和營(yíng)養(yǎng)成分分析成為熱點(diǎn)，已經(jīng)分別從人工培養(yǎng)、菌種選育、分子生物學(xué)研究、活性成分及其藥效等多角度對(duì)蛹蟲草產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、菌種形態(tài)與分布、生物學(xué)特性以及藥理學(xué)等方面進(jìn)行了研究［2-3］，但對(duì)于蟲草的干制方法和干制品加工鮮有報(bào)道。關(guān)于干制方式對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的影響還存在著一定爭(zhēng)議，如研究認(rèn)為45℃烘干和凍干對(duì)蛹蟲草腺苷沒有顯著影響，干制對(duì)蟲草素和SOD酶的影響存在菌株差異，菌株30烘干條件下蟲草素高于凍干處理，菌株159凍干條件下高于烘干處理［7］;王立強(qiáng)則認(rèn)為凍干處理的蛹蟲草中蟲草素和SOD含量明顯高于55℃烘干處理［8］。本試驗(yàn)對(duì)比研究了不同溫度烘干和真空冷凍干燥2種方法對(duì)蛹蟲草子實(shí)體蟲草素、腺苷等特征成分的影響，以及蛹蟲草超微粉的流動(dòng)性及膨潤(rùn)特性，研發(fā)出了具有理想物化特性及活性物質(zhì)最大化保留的蟲草超微粉干制工藝，實(shí)現(xiàn)了蟲草的全價(jià)利用，并為同類產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)藥食同源的原料。

1 材料與方法

1.1 原料

福建益升食品有限公司提供的新鮮蟲草子實(shí)體。

1.2 儀器與藥品

E2695型高效液相色譜儀及2998型光電二極管陣列檢測(cè)器，美國(guó)Waters公司;Alpha n-2 Lo小型凍干機(jī)，德國(guó)Christ公司;DHG-9070型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;GX-04多功能粉碎機(jī)，上海高翔食品機(jī)械廠;KQ-300VDE型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司。

蟲草素標(biāo)準(zhǔn)品、腺苷標(biāo)準(zhǔn)品，購(gòu)自加拿大TRC公司;其他試劑均為國(guó)產(chǎn)AR級(jí)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

新鮮蟲草子實(shí)體→挑選→干燥→低溫超微粉碎→蟲草超微粉→密封包裝→備用

1.3.2 干制工藝

按照1.3.1的工藝流程制備蟲草超微粉，將新鮮子實(shí)體隨機(jī)分成4組，每組3批次，每批次300 g，第一組采用40℃熱風(fēng)烘干24 h，第二組采用60℃熱風(fēng)烘干12 h，第三組采用80℃熱風(fēng)烘干6 h，第四組采用真空冷凍干燥24 h，所有樣品控制干制后水分含量2%～3%，采用多功能粉碎機(jī)對(duì)蛹蟲草干制品進(jìn)行超微粉碎，過80目篩，檢測(cè)不同干制方法制備的蟲草超微粉物化特性及其特征營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。采用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所有數(shù)值均為3次結(jié)果的平均值。

1.4 分析檢測(cè)方法

1.4.1 水分

采用GB 5009.3-2010食品中水分的測(cè)定。

1.4.2 SOD酶活

ELIASA酶標(biāo)儀試劑盒法。準(zhǔn)確稱取蛹蟲草的重量，按1∶9(g∶mL)的比例，加入9倍體積的0.1 mol/L pH 7～7.4磷酸鹽緩沖液，將植物組織剪碎后勻漿，3 500 r/min離心10 min取上清液進(jìn)行測(cè)定。采用南京建成生物工程研究所超氧化物歧化酶WST-1法測(cè)定試劑盒測(cè)定。在特定條件下，1 min內(nèi)轉(zhuǎn)化1 μmol底物，或者底物中1 μmol有關(guān)基團(tuán)所需的酶量，稱為1個(gè)國(guó)際單位(U)。

1.4.3 蟲草素和腺苷［11-12］

HPLC法。Waters C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流動(dòng)相 V(乙腈)∶V(水)=10∶90，流速 1.0 mL/min，柱溫38℃，二極管陣列檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)260 nm，進(jìn)樣量10 μL。

樣品前處理方法:0.5 g固體樣品粉末置于25 mL容量瓶?jī)?nèi)，加人適量體積分?jǐn)?shù)50%乙醇，搖勻，超聲波提取30 min，用超純水定容，搖勻，提取液過0.45 μm 濾膜，收集濾液。

1.4.4 物理性質(zhì)

將截去下管的漏斗固定于水平放置的繪圖紙上方，漏斗距離紙面一定高度，去適量粉末倒入漏斗，使落下粉末為圓錐形，測(cè)量錐體高度與底部半徑，得正切值即休止角［9，12］。

稱取適量蟲草粉(質(zhì)量m)于50 mL離心管，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?0℃恒溫30 min，冷水冷卻30 min。于6 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心20 min，倒出離心管中的上清液，置于105℃的恒溫干燥箱中蒸干后稱重(質(zhì)量m1);下層沉淀物稱重(質(zhì)量m2);下層沉淀物置于105℃的恒溫干燥箱中蒸干至恒重后稱重(質(zhì)量m3)［13-14］。溶解度 SOL、膨脹勢(shì) SP、持水力 WSI計(jì)算:

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干制方法對(duì)蛹蟲草主要營(yíng)養(yǎng)成分的影響

不同干制方式對(duì)特征成分的影響見表1。差異分析結(jié)果表明，干制溫度與SOD酶活損失呈正相關(guān)，凍干處理的影響最小，其SOD酶活顯著高于其他處理，達(dá)到36.73 U/mg，其次是40℃烘干處理。60℃烘干和凍干處理對(duì)蛹蟲草蟲草素含量的影響沒有顯著差異，但80℃高溫或24 h長(zhǎng)時(shí)間的干制方式不利于蟲草素的保存。80℃烘干處理的腺苷達(dá)592.01 μg/g，顯著高于其他處理組，可能是高溫使蛹蟲草發(fā)生了某些化學(xué)變化，使得腺苷含量有所增加，但目前尚未有研究理論支持，有待進(jìn)一步研究。本研究結(jié)果表明，凍干、60℃烘干或凍干、80℃烘干處理，分別有利于SOD酶活、蟲草素、腺苷的適宜干制方式。

表1 不同干制方法對(duì)蛹蟲草特征成分的影響Table 1 Effects of diferent drying methods on the bioactive compound content of Cordyceps militaris

2.2 超微粉的流動(dòng)性及膨潤(rùn)特性

粉末粒子的大小、形狀和表面特性等影響了粒子間的相互作用力，從而決定了粉末的流動(dòng)性，直接關(guān)系到分劑量的準(zhǔn)確性，這一特性常用休止角來表示。對(duì)于同一種物料，粒徑越小，休止角越大，流動(dòng)性越小，原因可能是粉粒越細(xì)小，相互間的黏附力越大，表面聚合力也越大，吸附性越好。由表2可知，4種干制方法制成的超微粉休止角均超過40°，其中凍干超微粉表觀最細(xì)膩，休止角最大，達(dá)55.55°。粉末的膨潤(rùn)特性常用溶解度、膨脹勢(shì)、持水力表示。凍干蛹蟲草超微粉的溶解度、膨脹勢(shì)、持水力略高于烘干處理的超微粉，溶解度在42.18%～43.30%，膨脹勢(shì)在5.81～6.28 g/g，持水力在5.19～5.80 g/g。總體來看，80℃烘干制成的超微粉溶解度、膨脹勢(shì)、持水力均略低于其他方法制成的超微粉。表明不同干制方法對(duì)蛹蟲草超微粉的流動(dòng)性及膨潤(rùn)特性影響差異不大，凍干蛹蟲草超微粉的含水量較小，流動(dòng)性較小，其溶解度、膨脹勢(shì)、持水力略微高于烘干處理的超微粉。

表2 蟲草超微粉的物理性質(zhì)Table 2 Physical properties of super micro-milling powder of C.militaris

3 結(jié)論與討論

通過研究不同干制方法對(duì)蛹蟲草主要營(yíng)養(yǎng)成分的影響表明，溫度越高，SOD酶發(fā)生變性的可能性越大，SOD酶活損失越大，低溫有助于SOD酶的保存，原因可能是高溫導(dǎo)致SOD酶失活;高溫和長(zhǎng)時(shí)間的干制方法對(duì)蟲草素含量的影響沒有顯著差異，高溫短時(shí)的干制方法有利于腺苷的保存，原因可能是高溫和氧氣導(dǎo)致蟲草素加速氧化，腺苷對(duì)溫度不敏感，減少干制時(shí)間有利于縮短腺苷和氧氣的接觸時(shí)間，減少氧化。這與現(xiàn)有報(bào)道不盡相同，楊青等研究表明，凍干處理的蟲草粉蟲草素和SOD酶活均高于烘干處理。孫軍德研究了2種干燥方法對(duì)不同蟲草菌株活性成分的影響，發(fā)現(xiàn)干燥方法對(duì)蟲草素和SOD酶活的影響存在著菌株差異，而2種干燥方法對(duì)蛹蟲草的腺苷含量影響沒有顯著的差異。

凍干蛹蟲草超微粉的休止角大于烘干超微粉，表面聚合力也越大，黏附力越大，混合均勻后不易分層，產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定，原因是凍干的蛹蟲草含水量(2.2%)略低于其他干制蟲草(2.5%～2.9%)，硬脆性高，經(jīng)凍干后的子實(shí)體基本維持原形狀不變，相同質(zhì)量的蛹蟲草在相同條件下粉碎，凍干蛹蟲草由于相互物料碰撞、顆粒的接觸面積大，因此碰撞的頻率也增大，從而使粉碎粒度更小。凍干蛹蟲草超微粉溶解度、膨脹勢(shì)、持水力均略高于其他方法制成的超微粉，蛹蟲草經(jīng)超微粉碎后，細(xì)胞壁被破碎，比表面積增大，有效成分被釋放，物理吸附和化學(xué)吸附性都增強(qiáng)，親水集團(tuán)暴露，有序結(jié)構(gòu)被打亂，水分子和羥基結(jié)合機(jī)會(huì)增加，從而改善了膨潤(rùn)特性。80℃烘干制成的超微粉休止角較小，溶解度、膨脹勢(shì)、持水力均略低于其他方法制成的超微粉，有可能是因?yàn)楦邷卦斐杉?xì)胞快速脫水，從而導(dǎo)致了干品的復(fù)水性較差。

在應(yīng)用中，可根據(jù)不同需求和不同加工終產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，綜合考慮工藝成本等選擇適宜的干制干粉。在生產(chǎn)中，根據(jù)需求可加入一定的分散劑、粗粒子、甘露醇等，對(duì)粉末的流動(dòng)性進(jìn)行改善，以滿足生產(chǎn)過程中的流動(dòng)性需求。

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